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超大深基坑工程设计与施工研究

黄金全

孝感市城乡规划建筑设计院有限责任公司,湖北省孝感市,432000

摘要: 随着城市化进程的加快,城市土地资源日益紧缺,为满足城市交通、商业、停车等功能需求,开发大型的地下空间成为必然趋势。地下轨道、车站、停车库、商业、仓库、民防工事等不断出现,且开发数量和规模也迅速增长,一些一线城市已经进入城市空间立体开发阶段,地下空间的开发利用成为未来建设发展的重点领域。在此背景下,大批超大深基坑工程也随之而来。这些超大深基坑往往位于大城市的枢纽中心位置,工程项目的周边密布着众多建筑设施、地铁隧道、城市道路、地下管线等等。施工条件复杂,对周边环境的保护要求很高,再加上施工场地有限、施工周期紧张,进一步增大了超大深基坑工程的设计和施工难度。因此,亟需进一步加大对该问题的探讨,不断优化基坑工程的设计方法、施工手段和监测技术。本文主要分析超大深基坑工程设计与施工研究。
关键词: 超大深基坑;设计;智能化;监测
DOI:10.12721/ccn.2023.157009
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随着地下空间的开发进程加快,基坑的设计及施工的重要性日益凸显。基坑施工是建筑工程项目的重要节点,同时基础及地下工程施工在项目的造价中也占据了一大部分,一个好的基坑围护方案不仅节约成本,还消除了工程中最大的安全隐患。积极地运用自动化软件设计不仅避免了人工测算的错误及考虑不周,同时实时监测系统的应用也提高了监测水平和监测效率,并能提前对无法人工量化的预测提前警报。同时智慧化工地的建设已成为下一阶段建筑业发展的主流方向。智慧化工地的推广已迫在眉睫,它是建筑业向现代化、科技化发展的必要手段之一。

1、深基坑支护的概述

近几年,建设工程中的基坑支护技术已经成为系统性的工作模式,比较常见的施工技术有排桩支护技术、地连墙支护技术和土钉支护技术。其中土钉支护技术因其施工简单、周期短、成本低而被广泛应用。一般情况下,基坑围护系统由于功能的不同,所对应的施工方案也存在着较大的差异,在设计时需要根据周边环境、地质情况及工程造价选择合适的围护结构。为了使基坑围护结构设计与施工得到充分的保证,需要做好前期的勘察工作,以保证基坑与周边环境的安全。在基坑围护结构设计时,若采用悬臂式或土钉墙支护形式,除考虑稳定性以外还应注意水平位移对周边环境的影响;若采用锚杆支护形式应考虑与周边环境的协调;若采用截水帷幕止水,除考虑对周边环境的影响外,还应采用适宜的工法以达到预期效果。施工采用明挖顺作法开挖时,需要遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则,按照设计工况层次性的开挖来保证基坑的安全。

2、超大深基坑围护设计的影响因素

城市建筑物的基坑支护设计至关重要,设计时需要综合考虑基坑周边建筑物、周边道路交通流量、当地气候条件、地质情况、地下水情况、地下管线、施工工期以及工程造价,节约成本使项目经济效益最大化。施工前在调查相关数据的同时,对地质条件进行勘探获取地质参数为首要任务,在进行基坑围护方案设计和围护施工时,现场的地质和水文情况、周边环境对基坑都有不同程度的安全影响,而且不可控因素较多。提取地质勘探参数和地下水文数据工程量大、信息复杂,处理数据较多,而且对设计人员专业能力要求较高,然而数据的正确性直接影响支护设计方案的可靠性、可行性和经济性。

3、超大深基坑设计和施工的策略

3.1加强深基坑施工工序

深基坑施工并不是一项简单的工序,其具有一定的复杂性,涉及多方面内容,需要把控好每个施工细节,从工程自身及周边环境影响情况下综合确定施工工序,若施工工序有问题,会危及基坑安全,严重者导致基坑坍塌。基于此,应当加强对深基坑施工的管理,需选择合适的深基坑施工方法,规范深基坑施工流程,制定细致合理的工序,以实现深基坑施工的科学化,从而保障深基坑施工质量。在开展深基坑施工前,应当开展全面的现场勘查工作,掌握施工区域的各项地质参数,为后续施工奠定基础。

3.2加强施工检测与监测

深基坑支护形式较多,需根据开挖区域土壤性质、基坑开挖深度,选择安全经济的围护结构与施工方法,避免施工时出现下沉、开裂、倾斜等安全事故。深基坑工程材料进场时,需对施工材料进行检测,检测结果应满足设计及规范要求,对检测结果不满足要求的材料,不允许在工程里使用。围护施工过程时要对基坑及周边环境进行实时监测,基坑及周边环境监测点布置、监测预警值及监测频率等应满足规范要求,监测是基坑安全的最后一道防线,做好监测工作,可清楚基坑当前安全情况及对基坑远期安全进行预估,在施工时根据监测结果,及时调整基坑结构,可有效避免安全事故发生,在基坑施工时,应加强监测频率,做好应急预案。

3.3做好基坑施工管理工作

在基坑施工开始之前,需要相关施工人员结合实际情况做好相应准备工作,具体包括以下几方面:1)对施工环境外在条件进行全面分析并且对相关数据进行记录;2)对于施工现场地下管线以及管道的分布情况进行全面分析并编制建(构)筑物调查报告;3)在施工方案设计完成后,需要结合实际情况对其进行专家评审以保证其可行性。4)在对支护桩进行实际施工过程当中,需要管理阶层做好相关管理工作,对于其所涉及到的各个环节进行全面把控。5)在对施工环境现场进行勘察时,如果发现不利于施工的环境,需要对其进行完善改进。6)施工过程当中所涉及到的扬尘灰对周围环境造成严重污染,因此需要相关工作人员利用洒水车降尘。

3.4加强深基坑防水技术优化

在进行深基坑防水施工时一定要选用由正规厂家生产且质量达标的防水材料,并安排专人进行检查验收。制定深基坑防水施工方案时,除了要考虑地质勘察检测中提到的地下水情况之外,还需考虑天气等外界影响因素,如施工周期是否处于南方雨季,防水施工过程中是否会突降暴雨,又如施工周期是否处于北方冬季,防水施工过程中是否会遭遇降温等,面对极端天气的应急预案需在深基坑防水施工方案中一并体现,并将相关应急预案落实到具体责任人。施工单位在保障深基坑防水工作进度的同时,需要对已经完成的防水层进行保护,避免因机械使用不当或人为原因造成的防水层破坏。

结束语

在进行深基坑支护设计和施工时,需要充分了解场地的工程地质条件、水文地质条件及周围环境因素,结合工程经验,选择经济合理的深基坑支护形式和施工方案,加强对整体施工过程的全面监管,并采用信息化设计施工,发现问题及时反馈沟通,优化改进设计和施工方案,提高施工质量和基坑的安全。

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